Kryoelektronová mikroskopie umožňuje studium buněčné architektury, virů a proteinových komplexů téměř v atomovém rozlišení. "Vědci mohou nyní zmrazit biomolekuly uprostřed pohybu a zobrazit procesy, které dosud neviděli," uvedla Královská švédská akademie věd. "Tato metoda uvedla biochemii do nové éry," dodala podle webu nobelprize.org akademie.

Vědecký průlom byl dříve často založen na úspěšné vizualizaci objektů, které byly lidským okem neviditelné. Biochemické mapy ale byly dlouho vyplněny jen prázdnými místy, protože s dříve dostupnou technologií byl problém vyrobit snímky většiny živého molekulárního aparátu. Díky kryoelektronové mikroskopii mohou nyní vědci zmrazit biomolekuly uprostřed jejich pohybu a vizualizovat tak pohyby, které nikdy předtím neviděli. To je rozhodující jak pro pochopení základní lidské chemie, tak pro vývoj farmaceutik, uvedl server theguardian.com. 

Elektronové mikroskopy byly dlouho považovány za vhodné pouze pro výzkum mrtvé hmoty, protože silný elektronový paprsek ničí biologický materiál. V roce 1990 ale Richard Henderson úspěšně použil elektronový mikroskop k vygenerování trojdimenzionálního snímku proteinu v atomovém rozlišení. Tímto přelomem dokázal potenciál technologie elektronových mikroskopů.

Joachim Frank z této technologie udělal všeobecně použitelnou věc. Mezi lety 1975 a 1986 vynalezl metodu na tvoření obrazů, ve které jsou analyzovány neostré dvojdimenzionální snímky. Ty jsou následně spojeny, aby odhalily ostrou trojdimenzionální strukturu.

Jacques Dubochet do elektronové mikroskopie přidal vodu. Kapalná voda se ve vakuu elektronové mikroskopie vypařuje, což způsobuje kolaps biomolekul. Na počátku osmdesátých let dvacátého století se Dubochetovi podařilo kryokonzervovat vodu – zmrazil vodu tak silně, že ztuhla ve své kapalné formě kolem biologického vzorku. Biomolekuly tak zůstaly ve svém přirozeném tvaru i ve vakuu.

Po těchto objevech se v roce 2013 podařilo dosáhnout chtěného atomového rozlišení. Vědci tak dnes běžně mohou vyrábět trojdimenzionální struktury biomolekul. Za několik posledních let se vědecká literatura zaplnila obrázky všeho od proteinů způsobujících odolnost vůči antibiotikům, až po povrch viru Zika. Biochemie tak v současnosti čelí prudkému vývoji.

Letos už byly ohlášeny dvě Nobelovy ceny. V pondělí se těšili z pocty za lékařství tři Američané, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash a Michael W. Young, za výzkum v oblasti chronobiologie. V úterý byla vyznamenána za fyziku další trojice Američanů Rainer Weiss, Barry Barish a Kip Thorne za klíčový příspěvek k pozorování gravitačních vln ve vesmíru. Ve čtvrtek bude znám nositel Nobelovy ceny za literaturu a v pátek za mír. Příští pondělí se svět dozví jméno laureáta Nobelovy ceny za ekonomii.

Jacques Dubochet je profesor biofyziky na Univerzitě v Lausanne ve Švýcarsku, Joachim Frank je profesorem biochemie, molekulární biofyziky a biologie na Kolumbijské univerzitě v New Yorku ve Spojených státech a Richard Henderson je programový vedoucí v Laboratoři molekulární biologie v Cambridge ve Velké Británii.